CN102679527B - 一种液体加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体加热装置，包括动力源以及与动力源连接的加热机构，加热机构包括定子、转子、进液口和出液口，定子两端分别连接有左端盖和右端盖，转子与动力源连接，其横截面外缘为齿状结构，且其与定子密封连接并形成加热腔，进液口和出液口均与加热腔连通。该装置工作时，动力源带动转子转动，而待加热液体由进液口流入加热腔，由于转子的横截面外缘为齿状结构，待加热液体在转子的搅动作用下形成涡流，促使液体内分子剧烈运动，其内能增加，进而达到加热液体的目的。本发明提供的液体加热装置实现了液体的连续加热，从而提高了液体的加热效率。
Description
技术领域
本发明涉及加热装置技术领域，尤其涉及一种加热效率较高的液体加热装置。
背景技术
加热液体即改变液体的内能，而液体内能的变化又与液体内的分子动能息息相关，通过增大液体内的分子动能即可增大液体的内能。改变液体内能的方式通常有两种：做功和热传递。热传递将温度从高温物体传递至待加热液体，使得液体的温度升高；做功将其他形式的能量转化为待加热液体的内能，例如电能。
目前较为常用的液体加热方式有：燃烧燃料加热液体，此种方式将燃料的化学能转化为液体的内能，其消耗燃料，且常伴有污染物生成；通过电器加热液体，此种方式将电能转化为液体的内能，无污染物产生；通过太阳能组件加热液体，此种方式将太阳能转化为液体的内能，亦无污染物产生，其所消耗的太阳能为可再生资源，但太阳能在使用过程中存在获取不稳定的缺陷；通过水源热泵或空气源热泵加热液体，此种方式通过流动媒介在蒸发器、压缩机，冷凝器或膨胀阀等装置中的气相变化(沸腾和凝结)的循环将高温物体的热量传递至低温物体，以此提高待加热液体的温度。
在上述各方式中，通过电器加热液体的方式以其能源稳定以及无污染物产生而得到了较为广泛的应用。一般，可采用电水壶、微波炉、电热水器或电热水锅炉等电器实现加热液体的目的，而这些电器在使用过程中均存在一个较为突出的问题：待加热的液体需要存储在特定的容器中，加热完成后亦需要转移至容器内，导致上述电器无法实现液体的连续加热，致使液体的加热效率较低。
综上所述，如何提高液体的加热效率，已成为本领域的技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体加热装置，该装置的加热效率较高。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种液体加热装置，包括动力源以及与所述动力源连接的加热机构，所述加热机构包括定子、转子、进液口和出液口，所述定子两端分别连接有左端盖和右端盖，所述转子与所述动力源连接，其横截面外缘为齿状结构，且其与所述定子密封连接并形成加热腔，所述进液口和所述出液口均与所述加热腔连通。
优选地，所述定子的横截面内缘为齿状结构。
优选地，所述定子内缘具有矩形紊流槽。
优选地，所述进液口设置于所述左端盖或所述右端盖上，所述出液口设置于所述定子上。
优选地，所述进液口位于所述左端盖底部或所述右端盖底部，所述出液口位于所述定子顶部。
优选地，还包括固定于所述加热机构上的轴承座。
优选地，所述轴承座为两个，两个所述轴承座分别连接于所述左端盖和所述右端盖上。
优选地，所述转子的外缘具有V形涡流槽。
优选地，所述V形涡流槽沿所述转子的轴线方向间断设置。
优选地，所述动力源的输出端与所述转子通过联轴器连接。
在上述技术方案中，本发明提供的液体加热装置包括动力源以及与该动力源连接的加热机构，该加热机构包括定子、转子、进液口和出液口，定子两端分别连接有左端盖和右端盖，转子与动力源连接，其横截面外缘为齿状结构，且其与定子密封连接并形成加热腔，进液口和出液口均与加热腔连通。该装置工作时，动力源带动转子转动，而待加热液体由进液口流入加热腔，由于转子的横截面外缘为齿状结构，待加热液体在转子的搅动作用下形成涡流，促使液体内分子剧烈运动，其内能增加，进而达到加热液体的目的。
通过上述描述可知，本发明提供的液体加热装置通过设置具有进液口和出液口的加热机构，并通过动力源带动转子转动，使得待加热液体不断地从进液口流入该装置，经过加热后从出液口流出该装置。相比于背景技术中所介绍的内容，本发明提供的液体加热装置实现了液体的连续加热，从而提高了液体的加热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的液体加热装置的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视结构示意图；
图3为图1的俯视结构示意图。
上图1-3中：
动力源1、定子21、矩形紊流槽211、转子22、V形涡流槽221、进液口23、出液口24、左端盖25、右端盖26、轴承座27、旋转密封件28，联轴器3、支撑座4。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种液体加热装置，该装置的加热效率较高。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1-3所示，本发明提供的液体加热装置包括动力源1以及与该动力源1连接的加热机构，该加热机构包括定子21、转子22、进液口23和出液口24。定子21的内表面为圆柱面，且其两端分别固定连接有左端盖25和右端盖26，以此保证位于其内部的转子22能够顺利拆装，左端盖25和右端盖26均通过O型密封圈与定子21密封；转子22与动力源1连接，其通过轴承安装于左端盖25和右端盖26上，转子22的横截面外缘为齿状结构，且其与定子21通过旋转密封件28密封连接，两者之间形成加热腔；进液口23和出液口24可均设置于定子21上，两者可位于转子22的同一侧，即两者可均位于定子21的顶部或底部，且两者均与上述加热腔连通。本发明实施例提供的动力源1可为液压马达或电机，鉴于液压马达工作时需设置液压站，且会产生污染物，所以该动力源1优选为电机。另外，上述各部件均固定于支撑座4上。
该装置工作时，动力源1带动转子22转动，而待加热液体由进液口23流入加热腔，由于转子22的横截面外缘为齿状结构，待加热液体在转子22的搅动作用下形成涡流，促使液体内分子剧烈运动，其内能增加，进而达到加热液体的目的。
通过上述描述可知，本发明实施例提供的液体加热装置通过设置具有进液口23和出液口24的加热机构，并通过动力源1带动转子22转动，使得待加热液体不断地从进液口23流入该装置，经过加热后从出液口24流出该装置。相比于背景技术中所介绍的内容，本发明实施例提供的液体加热装置实现了液体的连续加热，从而提高了液体的加热效率。
另外，该液体加热装置中的动力源1可保证能源的稳定性，同时使得该装置在工作过程中无污染物产生，使得该装置具有较高的环保性。
进一步的技术方案中，定子21的横截面内缘为齿状结构，此时，待加热液体流入加热腔内后，其在转子22的搅动下冲击定子21的齿状结构，以此形成较强烈的紊流。显然，在定子21和转子22的共同作用下，待加热液体在加热腔内将产生更剧烈的涡流运动，其内部的分子动能增量更大，即进一步提高了液体的加热效率。
在上述技术方案的基础上，更具体地，定子21内缘具有矩形紊流槽211，通过加工该矩形紊流槽211在定子21的内缘形成齿状结构。相比于其他形式如半圆形的槽，该矩形紊流槽211的内部空间较大，使得待加热液体的紊流效果更显著，从而更大幅度地提高了该液体加热装置的加热效率。上述矩形紊流槽211可沿定子21的轴向贯通设置，以便于加工该矩形紊流槽211。
为了延长待加热液体在加热腔内的流程，本发明实施例将进液口23设置于左端盖25或右端盖26上，出液口24则设置于定子21上。相对于进液口23和出液口24均设置于定子21上，这一方案可根据出液口24的具体位置，将进液口23的位置改进至左端盖25或右端盖26上，以增加进液口23和出液口24之间的距离，从而延长待加热液体在加热腔内的流程，增加其加热时间，使其温升更大。
更进一步的技术方案中，进液口23位于左端盖25底部或右端盖26底部，出液口24则位于定子顶部。在这一具体实施例中，待加热液体由进液口23流至出液口24的过程中，由于其流动方向与重力方向相反，受到重力作用后，待加热液体在加热腔内的流动速度减缓，其加热过程更为充分。
上述轴承的安装位置可由左端盖25或右端盖26替换为轴承座27，该轴承座27固定于加热机构上。具体地，轴承座27可固定于左端盖25外侧或右端盖26外侧，以此增大旋转密封件28与轴承之间的距离，缓解轴承工作时的振动对该液体加热装置的密封性产生的不良影响。更具体地，轴承座27可设置为两个，且两个轴承座27分别连接于左端盖25和右端盖26上，以使上述技术效果更为显著。
优选的技术方案中，上述转子22的外缘具有V形涡流槽221，由于该液体加热装置对转子22的强度要求较高，因此为了避免转子22外缘的齿状结构削弱转子22的强度，本发明实施例在转子22的外缘加工V形涡流槽221以形成齿状结构。相比于矩形涡流槽或梯形涡流槽，V形涡流槽221所占转子22的比例较小，同时可缓解转子22上存在的应力集中现象，保证了转子22的工作可靠性。
更优选的技术方案中，上述V形涡流槽221沿转子22的轴线方向间断设置，此时，沿转子22轴向相邻的两个V形涡流槽221之间具有隔断部，从而进一步降低了液体在V形涡流槽221中的流速，并使得液体在转子22的作用下形成更强烈的紊流，从而更大幅度地提升了该装置的加热效率。
上述各技术方案中的动力源1的输出端与转子22可直接相连，然而，鉴于动力源1的输出轴通常具有特定尺寸，而转子22的位置则因应用场合不同而有所变化，因此，本发明实施例通过联轴器3将动力源1的输出端与转子22连接，而转子22与联轴器3则通过一定尺寸的连接轴相连，以此扩大该液体加热装置内零部件的相对位置的变动范围，从而提高该装置的实用性。
以上对本发明所提供的液体加热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种液体加热装置，其特征在于，包括动力源(1)以及与所述动力源(1)连接的加热机构，所述加热机构包括定子(21)、转子(22)、进液口(23)和出液口(24)，所述定子(21)两端分别连接有左端盖(25)和右端盖(26)，所述转子(22)与所述动力源(1)连接，其横截面外缘为齿状结构，且其与所述定子(21)密封连接并形成加热腔，所述进液口(23)和所述出液口(24)均与所述加热腔连通，所述进液口(23)设置于所述左端盖(25)或所述右端盖(26)上，所述出液口(24)设置于所述定子(21)上，所述进液口(23)位于所述左端盖(25)底部或所述右端盖(26)底部，所述出液口(24)位于所述定子(21)顶部，还包括固定于所述加热机构上的轴承座(27)，所述轴承座(27)为两个，两个所述轴承座(27)分别连接于所述左端盖(25)和所述右端盖(26)上，还包括密封件(28)，所述密封件(28)为两个，两个所述密封件(28)分别安装在所述左端盖(25)内侧和所述右端盖(26)内侧。
2.按照权利要求1所述的液体加热装置，其特征在于，所述定子(21)的横截面内缘为齿状结构。
3.按照权利要求2所述的液体加热装置，其特征在于，所述定子(21)内缘具有矩形紊流槽(211)。
4.按照权利要求1所述的液体加热装置，其特征在于，所述转子(22)的外缘具有V形涡流槽(221)。
5.按照权利要求4所述的液体加热装置，其特征在于，所述V形涡流槽(221)沿所述转子(22)的轴线方向间断设置。
6.按照权利要求1-5中任一项所述的液体加热装置，其特征在于，所述动力源(1)的输出端与所述转子(22)通过联轴器(3)连接。
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